Экспериментальные исследования величины модуля

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЕЛИЧИНЫ МОДУЛЯ Как следует из характера кривой растяжения резины и приведенного выше выражения для модуля ее растяжения i = —, [c.37]

Общие закономерности вязкоупругого поведения наполненных полимеров в зависимости от их химической природы и гибкости цепи проявляются при изучении его температурно-частотной зависимости. Вязкоупругие свойства обычно исследуются методом приведенных переменных [198] с использованием метода преобразования температурных и частотных шкал. При этом экспериментально получаемые величины, в частности динамический модуль, совмещаются в одну обобщенную кривую, охватывающую очень широкий диапазон частот и температур (метод ВЛФ). В ряде проведенных к настоящему времени исследований была показана применимость уравнения Вильямса — Лэндела — Ферри к наполненным системам, преимущественно к эластомерам [234— 242]. Температурная зависимость времен релаксации и запаздывания различных наполненных вулканизатов также может быть описана с помощью уравнения ВЛФ [c.136]

Подвижность дислокаций. Было показано, что присутствие окалины или покрытия с хорошей адгезией упрочняет материал, затрудняя выход из поверхности краевых дислокаций [122] и движение пересекающих поверхность винтовых дислокаций [114]. Простой анализ сил реакции показывает, что препятствующее движению дислокаций напряжение, связанное с наличием поверхностной окалины, пропорционально величине (ра—РА)/(ца+рл) [130], где и — модули сдвига окалины и сплава соответственно. Можно было бы ожидать, что напряжение будет притягивающим, если модуль упругости окалины меньше, чем подложки. Однако это обычно не имеет места для окалины, состоящей из оксидов или других коррозионных продуктов. Возможность существования уменьшающих деформацию напряжения подтверждается, например, данными по пластической деформации при комнатной температуре, полученными при исследовании покрытых медью кристаллов цинка [122], окисленных кристаллов алюминия 121], а также окисленных кристаллов [125] и поликристаллов 126] кадмия. Несмотря на отсутствие экспериментальных данных, можно ожидать, что этот эффект распространяется также и на скольжение границ зерен, поскольку такое скольжение (или вращение зерен) связано с образованием поверхностных ступенек. [c.28]

Различные методы представления упругих свойств изотропных тел. Упругие постоянные полностью изотропных тел зависят только от двух независимых параметров X (постоянная Ламе) и (А. При исследованиях механических свойств для расчетов иногда приходится пользоваться теми или иными постоянными, которые могут быть вычислены по экспериментально определенным значениям двух независимых упругих постоянных модуля Юнга и коэффициента Пуассона или модуля сдвига и модуля всестороннего сжатия и т. п. Переход от одних постоянных величин к другим осуществляют в соответствии с данными табл. II. 3 и II. 4. [c.201]

Увеличение энергии активации А(У при давлении 10 МПа для процессов физической релаксации равно 4 кДж/моль, для процесса химической релаксации 3 кДж/моль. По значению коэффициента =vJK можно рассчитать величину элементарного флуктуационного объема Уо- Значение модуля объемного сжатия К, определенное экспериментально, для исследованных нитрильных резин равно 2х X10 МПа. В результате оказалось, что для процессов [c.231]

Релаксация в сшитых полимерах. Ниже будут сделаны лишь краткие выводы из результатов исследований авторами сшитых полимеров, которые более подробно приведены в работе [35]. На рис. 11.5 представлены экспериментальные данные по скорости распространения и интенсивности поглощения звуковых колебаний в зависимости от значений модуля упругости при сдвиге для фононов с частотой около 2,5 и 5 ГГц, соответствующей углам рассеяния 52 и 123°. Все измерения выполняли при 293 К. Длину участков цепи между соседними химическими поперечными связями варьировали от 680 до 25 мономерных звеньев эти оценки следуют из результатов измерений модуля упругости при сдвиге. Для резин с густой сеткой поперечных связей значения плотности сшивания, рассчитанные по поглощенной дозе облучения [36], плохо согласуются с этими оценками. По мнению авторов, величины, рассчитанные по модулю упругости, более правильно отражают действительное положение дел [24]. [c.221]

Таким образом, исследования показали, что наличие частотной зависимости механических характеристик связующего при введении в него высокомолекулярного наполнителя может привести к возникновению закономерности в механическом поведении КПМ, которая ранее была обнаружена экспериментально и трактована как концентрационно-частотная (временная) суперпозиция [446]. При этом сохраняется и температурно-временная аналогия, поскольку при учете изменения скорости деформации прослоек кривые EJT) и iu) смещаются вдоль оси абсцисс без изменения наклона, т. е. не влияя на характер температурной зависимости времен релаксации. Заметим, что кривые частотных зависимостей с( ) при разных значениях Фн не могут быть совмещены путем только параллельного переноса вдоль оси частот, как это возможно при температурно-временной аналогии, поскольку они сдвинуты также и по оси ординат. Поэтому при использовании метода сшивания кривых при разных значениях фн в ограниченном диапазоне частот для получения кривых (о) в широком диапазоне частот требуется предварительное перемещение сшиваемых кривых вдоль оси ординат (модулей) на величину где Фн - концентрация наполнителя, при которой получена кривая К-коэффициент, полученный из уравнения [c.180]

Как показывают проведенные исследования [10, 23], основные статистические характеристики движения твердой фазы различных фракций в полидисперсных псевдоожиженных слоях совпадают в пределах точности эксперимента. Экспериментальные значения статистических параметров, соответствующие частицам различных диаметров в полидисперсных слоях различного фракционного состава при каждой скорости ожижающего агента, весьма близки по величине и обнаруживают одинаковый характер зависимости от скорости ожижающего агента. Это свидетельствует о том, что полидисперсные псевдоожиженные слои (по крайней мере, с дисперсностью 2) представляют собой однородные по своим статистическим свойствам структуры. Однородность статистической структуры является следствием того, что частицы твердой фазы в псевдоожиженном слое движутся пакетными образованиями, в которых одновременно присутствуют частицы всех фракций. Что касается сепарационных эффектов, то в режиме развитого псевдоожижения они не проявляются. Как показывает анализ экспериментальных данных, кривые распределения частиц по скоростям для частиц различных диаметров в полидисперсных слоях различных фракционных составов совпадают в пределах средних ошибок экспериментальной методики. Это свидетельствует о том, что полидисперсные слои представляют собой однородные по своим статистическим свойствам структуры, с единой статистикой скоростей для частиц различных диаметров. На рис. 3.15 представлены зависимости средних значений компонент скорости, модуля скорости и среднеквадратичных значений пульсационных [c.153]

Наряду с рассмотренными вязкостью, ее зависимостью от температуры, давления и градиента скорости сдвига, разрушающим напряжением при сдвиге для трения и износа механизмов определенное значение имеют тенлофизические характеристики (теплоемкость, теплопроводность), а также модуль упругости и время релаксации смазочного материала. Большое внимание этим величинам уделяют при теоретическом моделировании процессов смазывания подшипников качения, зубчатых передач, опор турбин в гидродинамической и контактно-гидродинамической теории смазывания. Однако в настоящее время данные по систематическим экспериментальным исследованиям в этой области отсутствуют. [c.271]

Механические свойства резин можно разделить на равновесные и зависящие от величины и скорости деформации. Хотя теоретическому рассмотрению и детальному экспериментальному исследованию подвергались в основном равновесные свойства (определяющие зависимость напряжение — деформация), практически наибольший интерес представляют неравновесные — динамические свойства резин. Из теории следует, что равновесные эластические свойства сеток зависят только от концентрации эластически эффективных узлов и не зависят от природы и строения эластомеров. Значение равновесного модуля при растяжении сеток выражается простым соотношением [см. уравнение (4), гл. 2]. [c.83]

При проведении теоретических расчетов анизотропии модуля Юнга считается, что упругие свойства поликристаллических материалов определяются константами упругости монокристаллов и преимущественными ориентировками зерен в пространстве [299, 301-305, 307]. При этом обычно пренебрегают взаимодействием между соседними зернами и пользуются различными аппроксимациями. Наиболее близкой к эксперименту является аппроксимация Хилла, который предложил брать среднее от аппроксимаций Фойгта (одинаковая деформация всех зерен) и Ройсса (одинаковое напряжение во всех зернах). Бунге в работе [292] рассчитал зависимость величины модуля Юнга от ориентации в плоскости прокатки для холоднокатаной Си. При этом полученная зависимость аналогична по форме экспериментальным данным и ощибка не превышает 7%. Аналогичные исследования были выполнены для Fe промышленной чистоты и Nb [293], стали [294], Си [295]. [c.175]

Работа по изучению действия вулканизующего вещества была проведена Муром и Уотсоном в 1956 г. Это наиболее тщательное исследование данной проблемы, проводившееся когда-либо. Результаты этих исследований приведены на рис. 4.8. По оси абсцисс отложены величины модуля С, полученные из химического определения числа поперечных связей [уравнение (4.8)], а по оси ординат — величины модуля, определенные экспериментально. Если теория верна, то результаты должны быть представлены прямой (на рисунке — пунктирная линия) с углом наклона 45° и проходящей через начало координат. Из рисунка следует, что наклон прямой близок к теоретическому, но расположена она несколько выше теоретической. Это означает, что каждая вновь введенная поперечная связь дает ожидаемый вклад в величину модуля, однако исходный каучук уже имеет определенное количество физических поперечных связей (узлов), которым соответствует некоторое значение модуля, хотя химические сшивки отсутствуют. Такая интерпретация результатов соответствует ранее приведенным в этой главе данным о природной эластичности невулка-низованного натурального каучука. Физические узлы постулированные Муром и Уотсоном, можно приписать перепутанности молекул, рассматривавшейся ранее. [c.81]

В зоне Е сопротивление деформированию определяется величиной эффективного модуля, зависящего как от вязкостных, так и от эластических свойств полимера. Изменение сопротивления при растяжении должно обеспечить цельность экструдата. Обширные экспериментальные исследования, посвященные поведению различных полимеров в этой зоне, были выполнены Зябицким и Кедзерской Они указывают, что по мере растяжения экструдата должен возрастать эффективный модуль, в противном случае экструдат будет продолжать утоняться до тех пор, пока не разорвется . Увеличение эффективного модуля обусловлено а) охлаждением полимера, приводящим к повышению его вязкости и в конечном счете к затвердеванию б) ориентацией, которая способствует повышению упругих деформаций и, следовательно, модуля упругости в) испарением растворителя, если экструдировался раствор г) восстановлением вязкости , поскольку расплав, вышедший из капилляра, уже не подвергается действию высоких скоростей сдвига. Форма струи, которую она принимает после выхода из капилляра, определяется величиной степени растяжения экструдата (т. е. отношение скорости приемки струи к скорости экструзии в точке с максимальным диаметром экструдата после эластического восстановления) и скоростью возрастания модуля. Если эффективный модуль возрастает очень быстро, достичь значительных степеней растяжения нельзя, так как полная деформация струи должна в этом случае завершиться в непосредственной близости от выхода из капилляра. При этом могут развиваться очень высокие скорости деформации, а следовательно, [c.105]

Типы связей, образующих структуру полимеров сетчатого строения. Структура полимеров сетчатого строения может быть обусловлена, кроме химических связей, также силами физической природы. Это заключение можно сделать на основании термомеханического исследования сетчатых полимеров, экспериментального определения равновесного модуля высокоэластичности и вычисления величин энергии связей, а также из срарнения и Ер вулканизированных каучуков и фенольно-формальдегидной смолы в стадии резита, приведенных в табл. И. По-видимому, наличие сил физической природы в структуре сетчатых полимеров обусловливает более низкие значения их прочности и модуля упругости, чем у высокоориентированных веществ. [c.84]

Тензодатчик используется, кроме того, для оценки величины напряжений (деформаций) в образце при резонансе. Частота измеряется камертонным частотомером 10 (типа В-10) не непооред-ственно на выходе измерительного усилителя, а при помощи фигур Лиссажу — на катодном осциллографе. Для эт01Г0 сигнал с выхода усилителя 8 подается на горизонтальные,пластины осциллографа 11 (типа ЭО-7), а к вертикальным пластинам подводят синусоидальный сигнал с генератора звуковой частоты 12 (типа ЗГ-10), частота которого с высокой точностью измеряется прибором В-10. Используется стандартная экспериментальная аппаратура. Погрешность определения резонансных частот не превышает 0,4%. Для исследования динамических модулей можно ограничиться первыми 4—5 гармониками, которые перекрывают практически весь диапазон частот динамических нагрузок, встречающихся в машиностроении (до 1000 гц). [c.228]

Экспериментальные исследования. В многочисленных исследованиях так называемых динамического модуля и динамической вязкости каучуков, основанных на применении вышеприведенных уравнений, обычным методом являлось применение осциллирующего упругого напряжения, величину которого можно определить электромагнитным способом ). Для этой цели удобно связать движущийся элемент с катушкой, помещенной в поле электромагнита и питаемой переменным током. Установки снабжаются устройствами, позволяющими менять или частоту переменного [c.208]

H. Чогл вычислил частотные зависимости компонент динамического модуля для различных значений h я г (последний может изменяться от О для тета-растворителя до 0,20). Совмещая экспериментально найденные функции G (ю) ж G (т) с графиками, полученными теоретическим расчетом, можно найти А и е, для которых для исследованной системы достигается наилучшее согласие с экспериментом. Независимым способом проверки получаемых при этом результатов является оценка величины е по результатам измерения зависимости характеристической вязкости от молекулярной массы для выбранной системы полимер — растворитель. Очевидными преимуществами для постановки экспериментальной проверки теории обладают растворы в тета-растворителе, поскольку для них заранее известно, что s = 0. Некоторые экспериментальные результаты по проверке модели частично проницаемого клубка будут рассмотрены ниже. [c.251]

Имеющиеся экспериментальные данные позволяют определить некоторые из этих величин. Как мы видели выше, прямым свидетельством разнодлинности участков макромолекул являются исследования по упругому нагружению ориентированных полимеров. (Само собой разумеется, реальные, ннзкие значения разрывных прочностей и модулей упругости служат доказательством этого утверждения.) ИК-спектроскопические исследования по определению истинных усилий на сегментах макромолекул и ЯМР-данные по механическому стеклованию полимеров позволяют в принципе получить кривые распределения длин отрезков цепей. Поскольку, однако, сведения по этому вопросу отсутствуют, рассмотрим его качественно. [c.152]

Для иллюстрации возможностей предлагаемого, способа измерения Е (Т) и tg8п(T) ниже приводятся экспериментальные результаты, полученные для сшитого полимера на основе диглицидилового эфира гидрохинона, фталевого ангидрида и полиангидрида себациновой кислоты (рис. 2). Использованные образцы имели следующие размеры, мм 0 = 2,00+0,005 п=19,70+0,05 и /=185,00+0,05. Измерения проводились на частоте второй формы изгибных колебаний. На кривой tgбп("7 ) в исследованном температурном ингервале наблюдаются низкотемпературный р-максимум и а-максимум, связанный со стеклованием и сопровождающийся значительным уменьшением Е п. Молекулярная масса участка цепи между узлами пространственной сетки Мс, рассчитанная в соответствии с [5] по величине в области плато высокоэластичности по формуле Мс = Зр Г/ п, составила 480. Здесь р—плотность полимера, Я— универсальная газовая постоянная, Т — температура в области плато высокоэластичности, Е —динамический модуль Юнга при той же температуре. [c.94]

Ньюмен [40] предпринял подробное исследование серии образцов стерео-регулярного полипропилена для выяснения возможности использования кристалличности как меры микротактичности. Один из параметров — условная вероятность (p ) того, что после изотактического звена будет находиться другое изотактическое звено,— может быть определен по разности между наблюдаемой температурой плавления и температурой плавления эвтектического полимера (в данном случае полностью изотактической структуры). Затем Ньюмен дополнил это описание, определив двумя независимыми методами общую степень изотактичности а. Первый из методов основывался на определении степени кристалличности (гю измерению удельного объема и рентгенографически), второй метод был связан с измерениями модуля сдвига. Можно было ожидать, что теоретическое выражение для модуля будет менее точ 1ЫМ, однако оба метода, по-видимому, оказались одинаково мало успешными. В обоих случаях ход теоретической и экспериментальной кривых сильно различен и для вычисления а могла быть использована только высокотемпературная область вблизи температуры плавления, где степень кристалличности низка. При низких температурах рассчитанные модули были слишком малы, а рассчитываемые степени кристалличности — слишком велики. Теоретиче-кие значения обеих величин оказались довольно чувствительными к принимаемому значению для поверхностной энергии кристалла — параметру, используемому в расчетах Флори для сополимеров. [c.15]